Transcript Résultats

Analyse de cycle de vie d’un incinérateur rotatif
de déchets dangereux
1
Sommaire
 Contexte
 Présentation de la démarche de réalisation de l’Analyse du Cycle de Vie
 Présentation du système étudié, scénarii
 Hypothèses, impacts étudiés
 Résultats
 Variation de certains impacts en fonction du taux d’utilisation externe de l’énergie
 Conclusion
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 Analyse de Cycle de Vie réalisée, pour le compte du Sypred, par le bureau d’études RDC
Environnement publiée en mai 2010, avec le soutien de l’Ademe.
 Revue critique assurée par Wim Dewulf, Chantal Block et Carlo Vandecasteele de l’Université
Catholique de Louvain.
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Contexte
Selon une étude de l’ADEME, 3 594 kt de déchets dangereux ont été traités en 2008 en France dans
des centres collectifs avec la répartition suivante :
 Traitement physico-chimique : 392 kt
 Traitements thermiques : 2 139 kt dont 780 kt en fours rotatifs
 Stockage 1 063 kt
Le Sypred compte 18 incinérateurs rotatifs de déchets dangereux
répartis sur 11 sites et a incinéré 750 kt de déchets dangereux
en 2008, année de référence.
Aucune étude des impacts environnementaux de ce type d’installation n’a été menée auparavant.
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Définition d’une Analyse du Cycle de Vie (ACV)
 L'ACV est un outil qui permet d'évaluer de manière scientifique et objective les impacts
environnementaux d’une structure, d'un produit, d'un service ou d’un procédé industriel.
 L’ACV permet d’obtenir une vision globale d’un service ou d’une prestation donnés.
 L’ACV génère des indicateurs pour l’aide à la décision.
 L’ACV a une approche multi étapes et multi critères et son utilisation permet d’éviter les
déplacements de pollution.
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Comment une ACV est-elle réalisée ?
 Identification et analyse du système et exploitation de bases de données internationales
sur les ACV
1 - Objectifs, unité
fonctionnelle
2 - Définition du
système
5 - Interprétation
3 - Inventaire du cycle
de vie
4 - Évaluation des
impacts
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 Améliorer la qualité des procédés et de l'exploitation, grâce à la connaissance des paramètres
ayant une influence sur les impacts environnementaux (aspects internes, aide à la décision
pour l’exploitant).
 Communiquer sur les impacts environnementaux des installations d’incinération des déchets
dangereux en four rotatif des membres du SYPRED (aspects externes).
NB : L’objet de cette ACV n’est pas la comparaison avec d’autres procédés ou modes de traitement
des déchets.
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Système étudié
Mix déchets
classiques
Pré-traitement,
préparation
Mix déchets
spécifiques
Traitement four rotatif :
alimentation, four, post
combustion, valorisation
chaleur
Traitement
fumées et eaux
Traitement des fumées par
voie sèche
REFIDI
Traitement des fumées par
voie humide
Mâchefer
Stabilisation
Valorisation matière
Stockage ISDD
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées
par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées
par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées
par voie humide
Année de référence : 2008
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Inventaire des flux impactants :
Traitement par incinération en four rotatif d’1 kg de déchet dangereux
Déchets
Déchets
Rejets
Réactifs
Eau
Eau
Energie
Energie
Matières
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Hypothèses et données
Les mix de déchets traités sont représentatifs de la plus grosse partie des déchets dangereux
incinérés en France
Découpage d’un incinérateur en un arbre de procédés
Données relatives aux déchets : d’après la base Ecoinvent + données SYPRED
Coefficients de transferts : adaptés à partir de la littérature (Jahn 2002, MSWI, centrales charbon)
Impacts construction : d’après la base Ecoinvent
Impacts consommation de fuel : d’après la base Ecoinvent
Impacts consommation électrique : résultant du mix attributionnel pour un profil de consommation
continu
Impacts évités par la production d’énergie : équivalents à ceux de la combustion fioul
Impacts de la production et du transport des consommables : d’après la base Ecoinvent
Mâchefers : non stabilisés avant stockage en installation de stockage de déchets dangereux
Emissions dans l’air et dans l’eau: calculés à partir des coefficients de transferts
Refidis* : stabilisés avant stockage en installation de stockage de déchets dangereux
Impacts mâchefers et refidis* : d’après l’ACV réalisée par la FNADE avec le soutien de l’ADEME
Impacts transport des consommables par camion : d’après base COPERT IV
Impacts transport par train : d’après données SNCF 1999
(*) : résidus d’épuration de fumées d’incinération de déchets dangereux
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Trois scenarii
 Incinération à 850°C, traitement des fumées en voie sèche et mix déchets classiques à teneur
en chlore < 1%.
 Incinération à 850°C, traitement des fumées en voie humide et mix déchets classiques teneur
en chlore < 1%.
 Incinération à 1100°C, traitement des fumées en voie humide et mix déchets spécifiques teneur
en chlore >1%.
Les mix déchets reflètent fidèlement la composition moyenne des déchets reçus sur une
période de trois ans.
11
1
2
Catégories d’impacts considérés dans cette étude
Impacts
Unité
Effet de serre
g éq. CO2
Eutrophisation de l’eau
g éq. PO4
Acidification de l’atmosphère
g éq. SO2
Consommation d’énergie non
renouvelable
MJ
Consommation d’eau
Litre
Toutes les eaux sont considérées comme prélevées à l’extérieur alors qu’une partie provient du
recyclage interne au centre de traitement. L’eau utilisée pour la production de réactifs est aussi
intégrée dans cet indicateur.
Écotoxicité
Point
Impact sur l’environnement (faune, flore, sol) des émissions polluantes. Les méthodologies
d’évaluation sont encore en cours de développement.
Point
Impact sur la santé humaine de substances toxiques émises dans l’environnement.
Cet indicateur fait actuellement l’objet de controverses scientifiques. Les recherches sont en cours
pour améliorer la méthodologie.
Les gaz à effet de serre participent au réchauffement climatique
Perturbation des milieux aquatiques du fait de la concentration excessive en nutriments
phosphatés et azotés
Émissions de substances acidifiantes dans l’air participant aux phénomènes des « pluies acides »
Toxicité et santé humaine
Énergie puisée dans les ressources naturelles fossiles (gaz naturel, charbon, pétrole)
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Unité fonctionnelle et fonctions secondaires
L’unité fonctionnelle : incinération d’1kg de déchet dangereux incinéré. Les résultats de l’ACV se
rapportent à cette unité fonctionnelle
 Outre cette fonction de base, le système remplit des fonctions secondaires, à savoir la
production de matières et d’énergie. Celles-ci remplacent des matières et des énergies produites
par des procédés classiques, ce qui évite les impacts correspondants.
Résultats
Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) des déchets est le facteur qui a le plus d’impact sur les
résultats.
Les graphiques présentent, par impact, les effets et les évitements ainsi que leur somme
algébrique.
13
Résultats
Impact : Effet de serre
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
-200
-400
-600
Impact : Acidification de l'atmosphère
1
0.5
0
-0.5
scénario 1
scénario 2
scénario 3
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
g éq. S02 / kg
g eq SO2/ kg de
de déchet
déchets
scénario 1
scénario 2
Total
total
effet
évitement
Total
total
effet
évitement
effet
-1.5
Total
total
-1
évitement
totalTotal
effet
évitement
totalTotal
effet
évitement
totalTotal
effet
évitement
g éq. CO2 / kg
g eq CO2 / kg
de déchet
de déchets
scénario 3
14
Résultats
Impact : Eutrophisation de l'eau
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
-0.02
-0.04
-0.06
-0.08
Impact : Consommation d'énergie non
renouvelable
4
2
0
scénario 1
scénario 2
total
Total
effet
évitement
total
Total
effet
-8
total
Total
-6
évitement
scénario 3
-4
effet
Total
total
effet
évitement
total
Total
effet
scénario 2
g éq. PO4 / kg
g eq PO4/ kg de
de déchet
déchets
évitement
scénario 1
évitement
total
Total
effet
évitement
-2
MJ / kg de
MJ/ kg de
déchet
déchets
scénario 3
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
15
Résultats
scénario 1
scénario 2
total
Total
effet
évitement
total
Total
effet
évitement
effet
évitement
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
total
Total
Impact : Consommation d'eau *
Litres / kg
litre/ kg de
de déchet
déchets
scénario 3
(*)Y compris l’eau consommée pour la production des réactifs
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
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Résultats
Impact : Toxicité et santé humaine
2.00E-05
1.50E-05
1.00E-05
5.00E-06
0.00E+00
-5.00E-06
totalTotal
effet
évitement
totalTotal
effet
évitement
effet
évitement
-1.50E-05
totalTotal
-1.00E-05
Points / kg
points/ kg
de déchet
de déchets
scénario 1 scénario 2 scénario 3
NB : évitement : impacts des procédés classiques non émis (chaudières…)du fait que le système produit des matières et de l’énergie
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
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Résultats
Impact : Ecotoxicité
1.20E-03
1.00E-03
8.00E-04
6.00E-04
points / kg de
points/ kg
déchet
de déchets
4.00E-04
2.00E-04
0.00E+00
scénario 1
scénario 2
scénario 3
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
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Résultats
Scénario 1
Par kg de déchet
Impact
Scénario 2
Scénario 3
unité
Evitement
Effet
Total
Evitement
Effet
Total
Evitement
Effet
Total
Effet de serre
g éq. CO2
-370
849
479
-370
888
518
-498
1205
707
Eutrophisation de
l’eau
g éq. PO4
-0,04
0,034
-0,006
-0,04
0,056
0,016
-0,053
0,091
0,038
Acidification de
l’atmosphère
g éq. SO2
-0,8
0,54
-0,26
-0,8
0,86
0,06
-1,05
0,61
-0,44
Consommation
d’énergie non
renouvelable
MJ
-5,25
2,26
-2,99
-5,25
2,3
-2,95
-7,42
2,68
-4,74
Consommation
d’eau
litre
-1,17
2,54
1,37
-1,17
2,25
1,08
-1,63
2,76
1,13
Écotoxicité
point
Toxicité et santé
humaine
point
8,60E-04
-1,07E-05
1,36E-05
0,29E-05
Scénarii :
1. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
2. Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie sèche
3. Incinération d’un mix spécifique avec un traitement des fumées par voie humide
1,20E-04
-1,07E-05
1,72E-05
0,65E-05
9,80E-04
-1,07E-05
1,30E-05
0,23E-5
19
2
0
Paramètres influençant significativement les impacts
Rendement de la
valorisation
Consommation
énergétique /
de réactifs
chaleur
Emissions de
NOx dans les
fumées
Effet de serre
x
Consommation de
ressources énergétiques
non-renouvelables
x
x
Eutrophisation de l’eau
x
x
x
Acidification de l’air
x
x
x
Toxicité / Santé
humaine
x
x
x
Consommation d’eau
Consommation
électrique
Teneur en
carbone du
déchet
Consommation
Consommation
de combustible
d’eau process
de préchauffage
x
x
x
x
x
x
20
Impacts des 750 kt de déchets traités en équivalent habitants
français
Scénario 1
56%
Scénario 2
32%
Scénario 3
12%
Impact réel du
parc
17 280
8 820
53 820
6 300
3 600
2 160
12 060
672
1 104
990
Acidification de l’atmosphère
2 394
288
882
2 988
Consommation d’eau
11 592
5 184
2 304
19 080
Effet de serre
Consommation d’énergie non
renouvelable
Eutrophisation de l’eau
27 720
1 422
: Impact en équivalent habitants français
: Impact évité en équivalent habitants français
21
La normation des résultats de l’ACV

La « normation » est une tentative de comparer les ordres de grandeurs de diverses catégories d’impacts
alors que celles-ci ont des grandeurs physiques différentes. On recourt pour cela à la notion d’équivalent
habitant.

Elle permet d’identifier les catégories d’impacts environnementaux qui sont significatives (nombre d’habitants
équivalent important) et celles qui sont de second ordre (nombre d’habitants équivalent faible).

Cette traduction correspond au nombre d’habitants qui génère un impact équivalent sur une période d’un
an, du fait de l’ensemble des activités économiques nationales qui leur est rapporté.

En pratique, on divise l’impact correspondant au procédé étudié par l’impact total sur la zone
géographique considérée puis on multiplie par la population de cette même zone.
Par exemple, selon l’IFEN (Institut Français de l’Environnement), 33 545 millions de m3 d’eau ont été prélevés en France en 2001, pour tous les secteurs de
l’économie confondus (production d’énergie, eau potable, irrigation et industrie). Considérant que la population française était en 2001 de 60 millions
d’habitants, on calcule l’équivalent-habitant français pour la consommation annuelle d’eau de la façon suivante :
Eq. Hab. conso. eau France = 35 545 millions m3 / 60 millions hab. = 559,083 m3 /hab. = 559 083 L / hab.
22
2
3
Variation de certains impacts en fonction du taux d’utilisation
externe de l’énergie pour le scénario 1*
Impact
Effet de serre
Acidification de l’atmosphère
Consommation d’énergie non
renouvelable
unité
g eq. CO2/kg de
déchet
g eq. SO2 / kg de
déchet
MJ
Taux moyen
actuel
Taux moyen
possible
pour 60%
Evitement
Effet
pour 29%
gain
-370
849
479
200
58%
-0,8
0,54
-0,26
-0,9
246%
-5,25
2,26
-2,99
-7,5
151%
* Scénario 1 : Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
23
Variation de certains impacts en fonction du taux d’utilisation
externe de l’énergie pour le scénario 1*
Actuellement,
29 % de l’énergie est
Potentiel,
60 % de l’énergie est
valorisée dans les
installations
valorisée dans les
installations
479 g éq. CO2
Effet de serre
200 g éq. CO2
Gain 58%
- 0,26 g éq. SO2
Acidification de
l’atmosphère
- 0,9 g éq. SO2
Gain 246%
- 2,99 MJ
Consommation d’énergie
non-renouvelable
- 7,5 MJ
Gain 151%
* Scénario 1 : Incinération d’un mix classique avec un traitement des fumées par voie humide
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Principales conclusions
Les impacts environnementaux sont favorablement influencés par la valorisation énergétique et
la valorisation des métaux. Pour certaines catégories d’impact, l’incinération des déchets
dangereux présente un bénéfice environnemental.
Les impacts environnementaux de l'incinération de déchets dangereux dépendent fortement :
– Des caractéristiques des déchets : PCI, composition élémentaire, utilisation de l’énergie
produite …
– Des paramètres système : rendement de valorisation énergétique, type de traitement
des fumées…
– Des émissions de NOx et SOx
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Principales conclusions
 Le traitement des fumées par voie sèche avec du bicarbonate de soude génère plus
d'impacts environnementaux que le lavage humide et que le traitement des fumées par
voie sèche avec de la chaux.
 Les transports pris en considération dans l'étude influencent peu les résultats.
 Plus l'énergie produite sur la ligne d'incinération est utilisée, plus les impacts sont réduits.
 L’impact positif d’un abaissement des valeurs limites de rejet des polluants contenus dans
les fumées peut se trouver contrebalancé par l’impact négatif du surcroît de réactifs
nécessaire pour l’épuration de ces fumées.
26
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TITRE
Texte
légendes
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